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技術 コンベックス型超音波探触子とその製造方法

出願人 日本電波工業株式会社
発明者 笹崎秋男長谷川恭伸太田治良
出願日 1994年8月30日 (26年2ヶ月経過) 出願番号 1994-228656
公開日 1996年3月22日 (24年8ヶ月経過) 公開番号 1996-079895
状態 特許登録済
技術分野 超音波診断装置 超音波診断装置 超音波変換器 音波、超音波を用いた位置、速度等の測定
主要キーワード 裏打ち板 噴射構造 印刷回路パターン バッキング部材 導電性合成樹脂 コンベックス状 配線切れ 加工台
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この項目の情報は公開日時点(1996年3月22日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

目的

コンベックス型音波探触子において、これに接続しているFPCに物理的な力が加わっても簡単にFPCが剥離しないような新規な構造とその製法を得ること。

構成

バッキング部材の側面に設けた回路配置面には一方端が上記圧電素子電極電気的に接続した配線回路を設け、該配線回路の他方端にはフレキシブルプリントサーキットボードジャンパ線の端部を接続してコンベックス型超音波探触子を製作する。また本発明はバッキング部材の側縁部の角部を湾曲面とし、該湾曲面を含めたバッキング部材の表面に圧電素子の電極と接続させる配線パターン固化性導電性樹脂により描画した後に該導電性樹脂を固化してコンベックス型超音波探触子を製造する方法をも含む。

概要

背景

コンベックス型の超音波探触子は、医療用などの超音波診断装置の探触子として用いられている。コンベックス型の超音波探触子は、コンベックス状(凸状)に形成されたバッキング部材の表面に短冊形に形成された圧電素子コンベックス面に並べ、各圧電素子からそれぞれ電極を外部に引き出した構造を有する。この超音波探触子は、各圧電素子がコンベックス状に配置されているので、電子的にはリニア駆動されて超音波は扇状送出されるので、電子回路を簡便にしてセクタ駆動と同様の作用と効果を生じる。

従来のコンベックス型の超音波探触子は、バッキング部材上に配設された各圧電素子からはそれぞれ電極が引き出される。この電極引き出し方法は、通常、先端部の導体表出させたフレキシブルプリントサーキットボード(以下、FPCという)が用意され、これら表出された導体をそれぞれ圧電素子の電極に、半田付などの方法で接続される。

概要

コンベックス型超音波探触子において、これに接続しているFPCに物理的な力が加わっても簡単にFPCが剥離しないような新規な構造とその製法を得ること。

バッキング部材の側面に設けた回路配置面には一方端が上記圧電素子の電極と電気的に接続した配線回路を設け、該配線回路の他方端にはフレキシブル・プリント・サーキットボードのジャンパ線の端部を接続してコンベックス型超音波探触子を製作する。また本発明はバッキング部材の側縁部の角部を湾曲面とし、該湾曲面を含めたバッキング部材の表面に圧電素子の電極と接続させる配線パターン固化性導電性樹脂により描画した後に該導電性樹脂を固化してコンベックス型超音波探触子を製造する方法をも含む。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

バッキング部材の凸状に湾曲したアレイ配置面上に短冊形に形成された圧電素子複数個並設したコンベックス型音波探触子において、上記バッキング部材の側面に設けた回路配置面には一方端が上記圧電素子の電極電気的に接続した配線回路を設けると共に、該配線回路の他方端フレキシブルプリントサーキットボードジャンパ線と電気的に接続したことを特徴とするコンベックス型超音波探触子。

請求項2

前記配線回路は紫外線硬化型導電接着剤により形成されていることを特徴とする請求項1に記載のコンベックス型超音波探触子。

請求項3

前記配線回路はバッキング部材に貼着された金属箔エッチングして形成された配線回路であることを特徴とする請求項1に記載のコンベックス型超音波探触子。

請求項4

前記フレキシブル・プリント・サーキットボード内に平行に配置されたジャンパ線が導線を介して配線回路と電気的に接続されており、フレキシブル・プリント・サーキットボードはバッキング部材の接続部に接着されていることを特徴とする請求項1に記載のコンベックス型超音波探触子。

請求項5

バッキング部材の側縁部の角部を配線切れを防止する湾曲面とすることを特徴とする請求項1に記載のコンベックス型超音波探触子。

請求項6

バッキング部材の凸状に湾曲したアレイ配置面上に短冊形に形成された圧電素子を複数個並設したコンベックス型超音波探触子の製造方法において、バッキング部材の側縁部の角部を湾曲面とするステップと、該湾曲面を含めたバッキング部材の表面に圧電素子の電極と接続させる配線パターン固化性導電性樹脂により描画するステップと、上記描画動作の後に該導電性樹脂を固化するステップと、を具備してなるコンベックス型超音波探触子の製造方法。

請求項7

上記配線パターンの描画はインクジェットプリント法により描画することを特徴とする請求項6に記載のコンベックス型超音波探触子の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、超音波探触子の構造に関し、特に送受波面曲面上に形成されたたとえばコンベックス型の超音波探触子の電極引き出し部分の構造及びその製造方法に関する。

背景技術

0002

コンベックス型の超音波探触子は、医療用などの超音波診断装置の探触子として用いられている。コンベックス型の超音波探触子は、コンベックス状(凸状)に形成されたバッキング部材の表面に短冊形に形成された圧電素子コンベックス面に並べ、各圧電素子からそれぞれ電極を外部に引き出した構造を有する。この超音波探触子は、各圧電素子がコンベックス状に配置されているので、電子的にはリニア駆動されて超音波は扇状送出されるので、電子回路を簡便にしてセクタ駆動と同様の作用と効果を生じる。

0003

従来のコンベックス型の超音波探触子は、バッキング部材上に配設された各圧電素子からはそれぞれ電極が引き出される。この電極引き出し方法は、通常、先端部の導体表出させたフレキシブルプリントサーキットボード(以下、FPCという)が用意され、これら表出された導体をそれぞれ圧電素子の電極に、半田付などの方法で接続される。

発明が解決しようとする課題

0004

このような従来のコンベックス型超音波探触子は、上述のように、各圧電素子の一側面からFPCをもって電極を引き出す構造であるため、配線密度は必然的に高くなるとともに、FPCの各導線の幅は少なくとも圧電素子の幅以内となって、極めて小さな線幅となる。そして、1枚のFPCを1単位とし、超音波探触子の幅いっぱいを複数単位に分割して、それぞれの単位の圧電素子群毎に1枚のFPCで電極を引き出す構造をとっているので、それぞれの単位毎のFPCを外部回路コネクタに接続する際に、当該単位の圧電素子群に機械的な負荷が掛かり、圧電素子のバッキング部材からの剥離が起こる。さらにFPCと各圧電素子との接続部分が切断されるような故障も起こる。

0005

そこで、本発明は上述のような従来の不都合を解消しようとするものであり、その目的は、コンベックス型超音波探触子において、これに接続しているFPCに物理的な力が加わっても簡単にFPCが剥離しないような新規な構造とその製法を得ることにある。

課題を解決するための手段

0006

上述した技術的な課題を解決するために、本発明は、バッキング部材の凸状に湾曲したアレイ配置面上に短冊形に形成された圧電素子を複数個並設したコンベックス型超音波探触子において、上記バッキング部材の側面に設けた回路配置面には一方端が上記圧電素子の電極と電気的に接続した配線回路を設けると共に、該配線回路の他方端はフレキシブル・プリント・サーキットボードのジャンパ線と電気的に接続したことを特徴とするコンベックス型超音波探触子を提供するとともに、バッキング部材の側縁部の角部を湾曲面とするステップと、該湾曲面を含めたバッキング部材の表面に圧電素子の電極と接続させる配線パターン固化性導電性樹脂により描画するステップと、上記描画動作の後に該導電性樹脂を固化するステップと、を具備してなるコンベックス型超音波探触子の製造方法を提供するものである。

0007

バッキング部材の側面に設けた回路配置面には一方端が上記圧電素子の電極と電気的に接続した配線回路を設け、該配線回路の他方端にはフレキシブル・プリント・サーキットボードのジャンパ線の端部を接続してコンベックス型超音波探触子を製作する。また本発明はバッキング部材の側縁部の角部を湾曲面とし、該湾曲面を含めたバッキング部材の表面に圧電素子の電極と接続させる配線パターンを固化性の導電性樹脂により描画した後に該導電性樹脂を固化してコンベックス型超音波探触子を製造する方法をも含む。

0008

次に、本発明の一実施例を、図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明の一実施例を示す斜視図であり、図1において、2はバッキング部材である。該バッキング部材2の表面には凸状に湾曲されたアレイ配置面4が形成されている。また、バッキング部材2の両側面は回路配置面6、6である。回路配置面6、6には後に述べる圧電素子の電極と接続するための複数本の配線回路8・・・・・が形成されている。これら配線回路8の一方端は低縁10に達し、またその上端上縁12を越えてアレイ配置面4の達している。該配線回路8は例えば紫外線硬化型導電樹脂或いは紫外線硬化型導電接着剤を用意し、これを満たしたジェットノズルコンピュータ制御し、所定のパターン印刷し固化するか、バッキング部材2の全面に導電性金属蒸着した後、これを選択エッチングして所定のパターンを得る。

0009

次にアレイ配置面4に複数個の圧電素子を形成する方法を説明する。図2に示すように、平板状の圧電素子板14の両面に電極板16、18を貼着したものの電極板16の表面の引出し電極接続部を除く部分にガラス層などからなる音響整合層20、22を設けた後、この最外側の音響整合層22を可撓性のある合成樹脂板材からなる裏打ち板24に、剥離自在に貼り付ける。なお、説明を分かり易くするため、図2は実際の圧電素子板14よりも厚く示してあり、裏打ち板24は逆に薄く示している。

0010

このように形成されたものを図3に示すようにカッターを用いて電極板18側から裏打ち板24に達する切り込み26を入れて圧電素子28を形成する。なおこの切り込み26は裏打ち板24内に深く切り込んでもよい。然る後図4に示すように、電極板18に接着剤19を塗布し、特に配線回路8と接続する部分には導電接着剤を塗布して圧電素子をバッキング部材2のアレイ配置面4に複数個の圧電素子を貼着する。この貼着動作で短冊形に分離形成された各圧電素子は凸状に湾曲したアレイ配置面4上に貼着される。各圧電素子がバッキング部材のアレイ配置面4に十分に固定されたところで、図5に示すように各圧電素子の上面に貼着されている裏打ち板24を剥離する。このとき端部から数えて奇数番目の圧電素子の電極板18は一方の回路配置面6から伸びる配線回路8の端部と電気的に接続され、偶数番目の圧電素子の電極板18は他方の回路配置面6から伸びる配線回路8の端部と電気的に接続される。このことから分かるように、各回路配置面6から伸びる配線回路8はアレイ配置面4上に配置される圧電素子の1つ置きに接続されていることになる。

0011

このように形成された超音波探触子ヘッドAの下部に設けられた接続部Bに導出されている配線回路8の端部に、図5に示すように、複数本のFPC30の先端に表出されている導体部32を半田付けなどの方法で電気的・機械的に接続する。なお、31はFPC30の下端取付けられたコネクタである。

0012

図6は、本発明の別の実施例を示す側面図である。この実施例では、アレイ配置面4に貼着された圧電素子の電極板18から引出された配線回路8は接続部Bまでは引出されておらず、その途中の扇形に配置された接続端Cまで引出されている。34はFPCであり、35は該接続端CとFPC34のジャンパ線38とを結ぶ導線である。FPC34の先端部はバッキング部材2の接続部Bに強固に接着されている。そして、表出された導線35は配線回路8とジャンパ線38間を電気的に接続する。

0013

次に、前記配線回路8を紫外線硬化型導電樹脂或いは紫外線硬化型導電接着剤を用いて形成する方法について詳細に説明する。先ずバッキング部材2の表面に印刷する配線回路8の配線切れを防止するため、図7に示すように、バッキング部材のアレイ配置面4の両端部に湾曲面40を形成しておく。次に倣い式数値制御装置を用意し、予め用意したバッキング部材と同型の倣い型を倣い部にセットし、倣い式数値制御装置に設備されているスタイラスの先端をモデル上に描かれた配線回路パターン41の上になぞらせて、印刷回路パターンの教示を行う。

0014

一方、紫外線硬化型導電樹脂或いは紫外線硬化型導電接着剤を用意すると共に倣い式数値制御装置に、これら導電性接着剤或いは導電性合成樹脂微細粒噴射するノズルを設置し、加工台上には印刷を行うバッキング部材をセットする。そして、数値制御操作により、教示されたパターンに従ってノズルとバッキング部材とを相対的に移動させて、バッキング部材の表面に所定のパターンを印刷し、印刷動作終了後、印刷されたパターンを紫外線照射により固化する。なお、バブル噴射構造、或いはこれのバッキング部材への定着方法などは、周知の微細粒ジェットプリンタ原理・構造と同じであるので、その詳細な説明は省略する。

0015

以上本発明を上記実施例を用いて説明したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が可能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排除するものではない。

発明の効果

0016

以上詳細に説明したように、本発明は、バッキング部材の側面に設けた回路配置面には一方端が上記圧電素子の電極と電気的に接続した配線回路を設けると共に、該配線回路の他方端はFPCのジャンパ線と電気的に接続した構造を有しているので、FPCのジャンパ線をバッキング部材の回路配置面に強固に接続できる。このため、FPCに無理な物理的な力が加わっても容易にFPCがバッキング部材から剥離するようなことはない。また、FPCのジャンパ線を接続する際に、広い回路配置面にて配線回路とジャンパ線とを接続できるので作業が極めて容易に行える。

図面の簡単な説明

0017

図1本発明のバッキング部材を示す斜視図である。
図2圧電素子板に裏打ち板を貼着した状態を示す斜視図である。
図3裏打ち板に貼着された圧電素子板を切断した状態を示す断面図である。
図4バッキング部材に圧電素子を貼着した状態を示す側面図である。
図5バッキング部材にFPCを接続した状態を示す正面図である。
図6本発明の別の実施例を示す正面図である。
図7本発明の製造方法を説明するための斜視図である。

--

0018

A・・・・・超音波探触子ヘッド
B・・・・・接続部
C・・・・・接続端
2・・・・・バッキング部材
4・・・・・アレイ配置面
6・・・・・回路配置面
8・・・・・配線回路
10・・・・・低縁
12・・・・・上縁
14・・・・・圧電素子板
16・・・・・電極板
18・・・・・電極板
19・・・・・接着剤
20・・・・・音響整合層
22・・・・・音響整合層
24・・・・・裏打ち板
26・・・・・切り込み
28・・・・・圧電素子
30・・・・・FPC
31・・・・・コネクタ
32・・・・・導体部
34・・・・・FPC
35・・・・・
36・・・・・コネクタ
38・・・・・ジャンパ線
40・・・・・湾曲面
41・・・・・回路パターン

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